Генетика конопли

В описаниях свойств того или иного сорта каннабиса часто встречаются выражения «африканская генетика», «индийская генетика» и т.п. Каждый термин подразумевает определенный набор характеристик, присущих растению. Но само понятие «генетика» несколько шире.

Генетика конопли

Мендель и горох

В общей форме определение генетики звучит как «наука о наследственности». Становление генетики начиналось именно с этого – с изучения наследственности. Ученые пытались выяснить: почему дети рождаются похожими на своих родителей, почему щенки одного помета могут иметь разную окраску, почему форма, цвет и другие свойства плодов с деревьев одного вида различаются в зависимости от конкретного сорта.

Первым на эти и другие вопросы попытался ответить Грегор Мендель. За неимением более захватывающего хобби преподаватель физики и естественной истории занимался выращиванием гороха в монастырском саду. Дотошный Мендель тщательно пересчитывал урожай с точностью до горошины. Однажды он в виде эксперимента скрестил растения двух сортов – морщинистый горох и гладкий. Урожай состоял из морщинистых и гладких горошин. Ученый отобрал только гладкий горох (273 горошины) и вновь посеял его на монастырских грядках. Осенью, во время сбора урожая, Менделя ожидал сюрприз – из 7324 горошин 1850 оказались морщинистыми.

Мендель - историческая справка

Экспериментатор пришел к логичному заключению, что потомство гибридов каким-то образом сохранило в себе склонность к определенным свойствам своих «родителей», даже если эти свойства не были выраженными в урожае первого поколения. Механизм наследственной «памяти» растений при этом пока оставался загадкой.

Мендель проанализировал полученные данные и отметил, что общее количество горошин (5474) почти в 3 раза превышало количество морщинистых горошин (1850). Ученый сравнил еще 7 признаков, по которым растения отличались друг от друга, и выявил похожую закономерность. Его исследования помогли Менделю создать теорию о наследственности, состоящей из набора «факторов», наследуемых зародышем от генетических родителей и комбинируемых в определенной последовательности, чем обусловлено все разнообразие получаемого потомства.  

 

Хромосомы – носители генетической информации

Позднее достижения науки ХХ века позволили ученым узнать о микромире намного больше, в том числе и о природе искомых «факторов» наследственности – хромосомах. Хромосома – это особый белок, содержащийся в ядре каждой клетки каждого живого организма на планете. Для существ отдельного биологического вида количество хромосом в ядре каждой клетки их организма одинаково.

Генетика и хромосомы конопли

Именно в хромосомах содержится информация о предназначении клетки (разные клетки могут вырабатывать энергию или поглощать ее, продуцировать различные вещества — ферменты, пигменты и т.д., передавать нервные импульсы, накапливать питательные вещества). При делении хромосомы в делящемся ядре клетки образуют идентичную пару. Благодаря этому новые клетки являются точными копиями предыдущей. Этот процесс называют мейозом.

Однако само по себе существование хромосом не дает ответа на вопрос: почему они комбинируются определенной последовательности? Почему ребенок не рождается точной копией, например, матери, а похож и на папу, и на дедушку, или даже на более дальних родственников? Выяснить это удалось британскому ученому Френсису Крику, который в 1953 году открыл ДНК (чему, по его собственному признанию, немало поспособствовал опыт расширения сознания при помощи ЛСД).

ДНК представляет собой длинную молекулу нуклеиновой кислоты, имеющую форму двойной спирали. Эта молекула содержит полную информацию о том, как должен развиваться живой организм. Молекула ДНК – это основа хромосомы, Х-образного белка. Таким образом, хромосомы являются переносчиками генов.

Упрощенно ген (отсюда и название «генетика») – участок парной спирали ДНК, который можно характеризовать как определяющий те или иные признаки живого организма. Таких «узелков» на длинной цепочке молекулы ДНК тысячи, и каждый несет в себе информацию об определенном свойстве. Гены конопли определяют, например, цвет и форму листьев, размеры растения, содержание активных компонентов (преобладание ТГК или КБД).

 

Выведение новых сортов каннабиса

Приоритетной задачей селекционеров, занимающихся выведением новых сортов конопли, является отбор потомства, обладающего однородными признаками, унаследованными от генетических родителей. По сути, это очень похоже на опыты Менделя с горошком: сорта скрещиваются, из числа полученного потомства отбираются экземпляры, обладающие желаемым признаком, затем процесс повторяется до тех пор, пока свойства нового сорта не удастся стабилизировать. Семена первого поколения пользуются наибольшей популярностью благодаря феномену гетерозиса (повышенной жизнеспособности, которой обладают гибриды первого поколения). Такие семена растут в среднем на 25% быстрее.

Конопляные шишки

Такой способ выведения новых сортов – трудоемкий и длительный. Конечно, намного быстрее было бы выделить ген, отвечающий за желаемый признак, определить, в каких половых клетках растения содержатся хромосомы с нужным набором генов, и создавать новые сорта на основе только этих клеток. Все это отлично звучит в теории. Но на практике, чтобы расшифровать, за что именно отвечает тот или иной ген, могут потребоваться десятилетия кропотливой работы. Учитывая то, что в каждой хромосоме тысячи генов – эта задача кажется невыполнимой.

Однако генные модификации сегодня уже перестали быть чем-то из области фантастики – путем манипуляций с простыми генами выведены сотни сортов сои, риса, хлопка и других сельскохозяйственных культур. Их гены были отобраны или изменены искусственно таким образом, чтобы передать потомкам нужное свойство – устойчивость к вредителям или более высокий уровень выработки сахара, например.

Почему же не применить технологию генной модификации к конопле? Первая причина – деньги. Стоимость технологий генной инженерии очень высока, и пока каннабис в большинстве стран мира является запрещенным веществом, ни одна компания по производству марихуаны не может себе позволить дорогостоящие исследования и работы по генной модификации. Длительное и трудоемкое выведение новых сортов «по старинке» намного дешевле и проще в экономическом плане. Вторым препятствием является сложность процесса – ведь изменение всего одного гена может привести к совершенно неожиданным изменениям всей цепочки ДНК и нежелательным мутациям.

 

Перспективы генной инженерии в сфере каннабиса

Стремительная легализация каннабиса в США (которые, кстати, занимают лидирующие позиции по производству генномодифицированных продуктов в мире) дает все основания для оптимистического прогноза. Легальная марихуана уже перестала быть чем-то из ряда вон выходящим – в двух десятках штатов ее используют как лекарственный препарат, а в Колорадо и Вашингтоне – как рекреационное средство.

Генетика семян конопли

Крупные фармацевтические компании уже начали массовый выпуск лекарств на основе компонентов каннабиса. Эти корпорации обладают достаточными ресурсами и технологиями, чтобы провести модификацию генов конопли. Генномодифицированный каннабис мог бы, например, содержать больше каннабидиола (непсихоактивного вещества, имеющего высокую медицинскую ценность), или обладать более сильным анальгетическим эффектом. Если же окажется удачным эксперимент с легализацией рекреационной марихуаны, к ней, вероятно, вскоре также будут применены технологии генной модификации.

Генетическая модификация позволила бы устранить характерный запах цветущих растений, изменить форму листьев и внешний вид, сделать коноплю неузнаваемой на открытой местности (что позволило бы обезопасить урожай от воров), сделать ее практически неуязвимой для вредителей – перспективы генной инженерии в отрасли каннабиса безграничны. Пока это только нереализованные возможности, но и появление генномодифицированной сои когда-то казалось невероятным.

 

Источник: http://www.weedy.be/1308-genetika

Комментарии

Читайте также
Регистрация на сайте Войти на сайт
Регистрация

* - поля обязательные для заполнения

+21
Для участия необходима регистрация

Чтобы принять участие в конкурсе необходимо авторизоваться на сайт либо пройти регистрацию.

Подписка на новости сайта

Извините, подписка пока не работает. В ближайшее время мы постараемся её настроить.